(57)【要約】【課題】直接接続された透明画素電極とのコンタクト抵抗が十分に低減され、かつ耐食性や耐熱性の改善された表示装置用Ａｌ合金膜を提供する。【解決手段】表示装置の基板上で、透明導電膜と直接接続されるＡｌ合金膜であって、該Ａｌ合金膜は、Ｃｏを０．５原子％以下（０原子％を含まない）、Ｇｅを０．２〜２．０原子％、およびＣｕを０．５原子％以下（０原子％を含まない）含み、Ｃｏ、ＧｅおよびＣｕの合計量が０．２〜２．０原子％であり、かつ、下記式（１）または式（２）を満たすところに特徴を有する。  Ｃｕ／Ｃｏ≦１．５  …（１）  ２．５≦Ｃｕ／Ｃｏ≦６．０  …（２）（式（１）（２）中、Ｃｕ、Ｃｏは、Ａｌ合金膜中の各元素の含有量（原子％）を示す）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置の基板上で、透明導電膜と直接接続されるＡｌ合金膜であって、
該Ａｌ合金膜は、Ｃｏを０．５原子％以下（０原子％を含まない）、Ｇｅを０．２〜２．０原子％、およびＣｕを０．５原子％以下（０原子％を含まない）含み、Ｃｏ、ＧｅおよびＣｕの合計量が０．２〜２．０原子％であり、かつ、下記式（１）または式（２）を満たすことを特徴とする表示装置用Ａｌ合金膜。
Ｃｕ／Ｃｏ≦１．５  …（１）
２．５≦Ｃｕ／Ｃｏ≦６．０  …（２）
（式（１）（２）中、Ｃｕ、Ｃｏは、Ａｌ合金膜中の各元素の含有量（原子％）を示す）
【請求項２】
最大析出物の粒径が６０ｎｍ以下である請求項１に記載の表示装置用Ａｌ合金膜。
【請求項３】
前記Ａｌ合金膜の平均結晶粒径が１００ｎｍ以下である請求項１または２に記載の表示装置用Ａｌ合金膜。
【請求項４】
前記Ｃｏの含有量が０．１原子％超０．５原子％以下であり、前記式（１）を満たし、かつＣｏ、ＧｅおよびＣｕの合計量が０．３〜２．０原子％である請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置用Ａｌ合金膜。
【請求項５】
前記Ｃｏの含有量が０．１原子％以下（０原子％を含まない）であり、かつ前記式（２）を満たす請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置用Ａｌ合金膜。
【請求項６】
更に、Ｌａ、Ｙ、Ｎｄ、およびＧｄよりなる群から選択される少なくとも１種の元素を０．１〜０．５原子％含む請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置用Ａｌ合金膜。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の表示装置用Ａｌ合金膜が、薄膜トランジスタに用いられていることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
表示装置の基板上で、透明導電膜と直接接続されるＡｌ合金膜の形成に用いられるＡｌ合金スパッタリングターゲットであって、Ｃｏを０．５原子％以下（０原子％を含まない）、Ｇｅを０．２〜２．０原子％、およびＣｕを０．５原子％以下（０原子％を含まない）含み、Ｃｏ、ＧｅおよびＣｕの合計量が０．２〜２．０原子％であり、かつ、下記式（１）または式（２）を満たし、残部がＡｌおよび不可避不純物であることを特徴とするＡｌ合金スパッタリングターゲット。
Ｃｕ／Ｃｏ≦１．５  …（１）
２．５≦Ｃｕ／Ｃｏ≦６．０  …（２）
（式（１）（２）中、Ｃｕ、Ｃｏは、Ａｌ合金スパッタリングターゲット中の各元素の含有量（原子％）を示す）
【請求項９】
前記Ｃｏの含有量が０．１原子％超０．５原子％以下であり、前記式（１）を満たし、かつＣｏ、ＧｅおよびＣｕの合計量が０．３〜２．０原子％である請求項８に記載のＡｌ合金スパッタリングターゲット。
【請求項１０】
前記Ｃｏの含有量が０．１原子％以下（０原子％を含まない）であり、かつ前記式（２）を満たす請求項８に記載のＡｌ合金スパッタリングターゲット。
【請求項１１】
更に、Ｌａ、Ｙ、Ｎｄ、およびＧｄよりなる群から選択される少なくとも１種の元素を０．１〜０．５原子％含む請求項８〜１０のいずれかに記載のＡｌ合金スパッタリングターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置用Ａｌ合金膜、表示装置およびＡｌ合金スパッタリングターゲットに関するものであり、特に、耐食性や耐熱性に優れたＡｌ合金膜、該Ａｌ合金膜が薄膜トランジスタに用いられた表示装置、および該Ａｌ合金膜の形成に有用なＡｌ合金スパッタリングターゲットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は、中小型のものが携帯電話やモバイル端末のディスプレイ、ＰＣモニタなどに使用され、また近年では、大型化が進んで大型ＴＶなどにも用いられている。液晶表示装置は、単純マトリクス型とアクティブマトリクス型とに分けられ、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板や対向基板と、それらの間に注入された液晶層と、更にカラーフィルタや偏光板などの樹脂フィルム、バックライトなどから構成される。上記ＴＦＴ基板には、半導体で培われた微細加工技術を駆使してスイッチング素子や画素、更には、この画素に電気信号を伝えるための走査線や信号線が形成されている。
【０００３】
前記走査線や信号線に用いられる配線材料には、電気抵抗が小さく、微細加工が容易であるなどの理由により、純ＡｌまたはＡｌ−ＮｄなどのＡｌ合金が汎用されている。この純ＡｌまたはＡｌ合金からなる配線と透明画素電極の間には、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ等の高融点金属からなるバリアメタル層が通常設けられている。この様に、バリアメタル層を形成する理由は、耐熱性の確保や、純ＡｌまたはＡｌ合金からなる配線を透明画素電極と直接接続させた場合の電気伝導性を確保するためである。
【０００４】
しかし、バリアメタル層を形成するには、前記配線の形成に必要な成膜チャンバーを有する装置に、バリアメタル層形成用の成膜チャンバーを余分に装備しなければならない。液晶表示装置の大量生産に伴った低コスト化が進むにつれて、バリアメタル層の形成に伴う製造コストの上昇や生産性の低下は軽視できなくなっている。
【０００５】
そこで、バリアメタル層の形成を省略できるダイレクトコンタクト技術が提案されている。例えば、特許文献１および２には、バリアメタル層の形成を省略してＡｌ合金配線を透明画素電極に直接接続したとしてもコンタクト抵抗が低く（以下、この様な特性を「低コンタクト抵抗」ということがある）、Ａｌ合金配線自体の電気抵抗も小さく、更には耐熱性にも優れたダイレクトコンタクト技術が提案されている。具体的には、Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｏなどの元素を所定量添加することにより、透明画素電極とのコンタクト抵抗が低く、且つ、配線自体の電気抵抗も低く抑えられることが記載されている。また、Ｌａ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙなどの希土類元素の添加によって、耐熱性を改善できる旨が記載されている。更に特許文献３には、透明画素電極層或いは半導体層と直接接続された構造を有する表示装置の配線材料として、Ａｌ−Ｎｉ合金に、所定量のＢを含有させたものを用いれば、直接接続した際のコンタクト抵抗の増加や接続不良が生じない旨記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２１４６０６号公報
【特許文献２】特開２００６−２６１６３６号公報
【特許文献３】特開２００７−１８６７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで上記引用文献１〜３に示される通りバリアメタル層を省略する場合、Ａｌ合金膜には透明画素電極との優れたコンタクト性や低配線抵抗と共に、より優れた耐食性の兼備が求められている。特に、ＴＦＴ基板の製造工程では複数のウェットプロセスを通るが、Ａｌよりも貴な金属が合金元素として含まれていると、ガルバニック腐食の問題が現れ、耐食性が劣化してしまう。
【０００８】
例えば、フォトリソグラフィの工程で形成したフォトレジスト（樹脂）を剥離する洗浄工程では、アミン類を含む有機剥離液を用いて連続的に水洗が行なわれている。ところがアミン類と水が混合するとアルカリ性溶液になるため、短時間でＡｌを腐食させてしまうという問題が生じる。ところでＡｌ合金膜は、剥離洗浄工程よりも以前に熱履歴を受けており、この熱履歴の過程で合金元素を含む析出物がＡｌマトリクス中に形成される。この析出物とＡｌマトリクスの電位差が大きいため、剥離洗浄工程にて、有機剥離液の成分であるアミン類が水と接触した瞬間に前記ガルバニック腐食が生じて、電気化学的に卑であるＡｌがイオン化して溶出し、孔食（黒点、腐食痕）が形成されてしまう、といった問題がある。該孔食が発生すると透明画素電極（ＩＴＯ膜）が不連続になり、長期使用の信頼性に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００９】
また、フォトリソグラフィ工程では、例えばＴＭＡＨ(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)を含むアルカリ性の現像液を使用するが、ダイレクトコンタクト構造の場合、バリアメタル層を省略しているためＡｌ合金膜がむき出しとなり、現像液によるダメージ（Ａｌ合金膜の減肉）を受けやすい。特に、現像液によるＡｌ合金膜のエッチングレートの抑制を重視してＣｏ量を低減（例えば０．１原子％以下）させた場合、耐熱性が低下して熱処理工程でヒロック（コブ状の突起物、光学顕微鏡で観察した場合に黒点として認識されうる）が生じやすいといった問題がある。このヒロックも、上述したＩＴＯ膜が不連続になる要因である。
【００１０】
上記特許文献１〜３のうち、特許文献１、３はＡｌ合金膜の耐食性に着目して十分に検討されたものではない。また特許文献２については、アルカリ性現像液に対する耐食性を改良できる旨記載されているが、有機剥離液に対する耐性も含め、耐食性を十分に高めることまでは検討されていない。特に後述する通り、低コンタクト抵抗の確保に有効な元素としてＣｏを含有させた場合に、耐食性の確保が困難であったり耐熱性の確保が難しく、前記ＩＴＯ膜の不連続が生じやすいといった問題があるが、この様な問題点に着目したものでもない。
【００１１】
本発明は上記事情に着目してなされたものであって、その目的は、バリアメタル層を省略して透明画素電極と直接接続させた場合の低コンタクト抵抗を確保すべく、特にＣｏを含むＡｌ合金膜について、耐食性（本発明では「表示装置の製造過程で用いられる現像液や剥離液に対する耐性」をいう）を十分向上させると共に前記ヒロックの発生を抑制して、前記ＩＴＯ膜の不連続を抑制し、信頼性の高い表示装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る表示装置用Ａｌ合金膜とは、表示装置の基板上で、透明導電膜と直接接続されるＡｌ合金膜であって、Ｃｏを０．５原子％以下（０原子％を含まない）、Ｇｅを０．２〜２．０原子％、およびＣｕを０．５原子％以下（０原子％を含まない）含み、Ｃｏ、ＧｅおよびＣｕの合計量が０．２〜２．０原子％であり、かつ、下記式（１）または式（２）を満たすところに特徴を有する。
Ｃｕ／Ｃｏ≦１．５  …（１）
２．５≦Ｃｕ／Ｃｏ≦６．０  …（２）
（式（１）（２）中、Ｃｕ、Ｃｏは、Ａｌ合金膜中の各元素の含有量（原子％）を示す）
【００１３】
前記Ａｌ合金膜は、最大析出物の粒径が６０ｎｍ以下であることが好ましく、また該Ａｌ合金膜の平均結晶粒径が１００ｎｍ以下を満たすものが好ましい。
【００１４】
前記Ａｌ合金膜のＣｏ含有量が０．１原子％超０．５原子％以下である場合には、前記式（１）を満たし、かつＣｏ、ＧｅおよびＣｕの合計量が０．３〜２．０原子％であることが好ましい。また、前記Ａｌ合金膜のＣｏ含有量が０．１原子％以下（０原子％を含まない）である場合には、前記式（２）を満たすことが好ましい。
【００１５】
上記Ａｌ合金膜は、更に、Ｌａ、Ｙ、Ｎｄ、およびＧｄよりなる群から選択される少なくとも１種の元素を０．１〜０．５原子％（複数元素を含有させる場合は合計量をいう）含んでいてもよい。
【００１６】
本発明は、上記Ａｌ合金膜が、薄膜トランジスタに用いられていることを特徴とする表示装置も含むものである。
【００１７】
また本発明には、表示装置の基板上で、透明導電膜と直接接続されるＡｌ合金膜の形成に用いられるスパッタリングターゲットであって、Ｃｏを０．５原子％以下（０原子％を含まない）、Ｇｅを０．２〜２．０原子％、およびＣｕを０．５原子％以下（０原子％を含まない）含み、Ｃｏ、ＧｅおよびＣｕの合計量が０．２〜２．０原子％であり、かつ、下記式（１）または式（２）を満たし、残部がＡｌおよび不可避不純物であるところに特徴を有するＡｌ合金スパッタリングターゲットも含まれる。
Ｃｕ／Ｃｏ≦１．５  …（１）
２．５≦Ｃｕ／Ｃｏ≦６．０  …（２）
（式（１）（２）中、Ｃｕ、Ｃｏは、Ａｌ合金スパッタリングターゲット中の各元素の含有量（原子％）を示す）
【００１８】
前記Ａｌ合金スパッタリングターゲットのＣｏ含有量が０．１原子％超０．５原子％以下である場合には、前記式（１）を満たし、かつＣｏ、ＧｅおよびＣｕの合計量が０．３〜２．０原子％であるものが好ましい。また前記Ａｌ合金スパッタリングターゲットのＣｏ含有量が０．１原子％以下（０原子％を含まない）である場合には、前記式（２）を満たすものが好ましい。
【００１９】
前記Ａｌ合金スパッタリングターゲットは、更に、Ｌａ、Ｙ、Ｎｄ、およびＧｄよりなる群から選択される少なくとも１種の元素を０．１〜０．５原子％（複数元素を含有させる場合は合計量をいう）含むものであってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、バリアメタル層を介在させずに、Ａｌ合金膜を透明画素電極（透明導電膜、酸化物導電膜）と直接接続することができ、且つ、耐食性（剥離液耐性、現像液耐性、特には剥離液耐性）や耐熱性に優れたＡｌ合金膜を提供できる。本発明のＡｌ合金膜を表示装置に適用すれば、前記ＩＴＯ膜の不連続が抑制されて信頼性の高い表示装置を得ることができる。また、前記バリアメタル層を省略することができるため、生産性に優れ、安価な表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】Ａｌ−Ｎｉ−Ｇｅ系合金膜とＡｌ−Ｃｏ−Ｇｅ系合金膜のそれぞれについて、析出物径と腐食径の関係を示したグラフである。
【図２】Ａｌ合金膜のＣｕ／Ｃｏと最大析出物の粒径との関係を示したグラフである。
【図３】Ａｌ合金膜のＣｕ／Ｃｏ（Ｃｏ＝０．１原子％）と黒点密度との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
前記ダイレクトコンタクト技術を実用化するにあたり、Ａｌ合金膜には、上述した通り、低コンタクト抵抗、低配線抵抗を示すと共に優れた耐食性や耐熱性を発揮することが求められている。
【００２３】
特に耐食性を高めるには、Ａｌ合金膜に存在する析出物の粒径（析出物径）と、該析出物に起因して生じる腐食痕の粒径（腐食径）がほぼ比例していることから、前記析出物径を小さくして腐食径を実用上問題ないレベルにまで微細化すればよいことが知見として得られている。例えば、前記ダイレクトコンタクト技術で提案されているＡｌ−Ｎｉ系合金膜について、実用上問題ないレベルにまで腐食の抑制されたものを調べると、析出物径がおおよそ２５０ｎｍ以下となっている。特に、Ａｌ−Ｎｉ−Ｇｅ系合金膜では、析出物径を１００ｎｍ以下とより小さくすることができ、析出物を起点とする腐食を更に軽減できることが提案されている。
【００２４】
これに対し、低コンタクト抵抗の確保に有用な元素として、Ｃｏ、更にはＧｅを含有させたＡｌ−Ｃｏ−Ｇｅ系合金膜では、析出物径を前記Ａｌ−Ｎｉ−Ｇｅ系合金膜と同様に小さくしても、耐食性をＡｌ−Ｎｉ−Ｇｅ系合金膜ほど十分には高められないことがわかった。
【００２５】
図１は、Ａｌ−０．２（原子％）Ｎｉ−０．５（原子％）Ｇｅ−０．２（原子％）Ｌａ合金膜とＡｌ−０．２（原子％）Ｃｏ−０．５（原子％）Ｇｅ−０．２（原子％）Ｌａ合金膜に存在する析出物の粒径（析出物径）と、これらのＡｌ合金膜を、後述する実施例に示す通り剥離液に浸漬した後に生じる腐食痕（前記析出物に起因するものと考えられる）の径（腐食径）の関係を示したものである。この図１から、Ａｌ−Ｎｉ−Ｇｅ系合金膜の場合には、析出物径を１００ｎｍ以下に制御することで腐食径をほぼゼロと、耐食性を著しく向上させることができるが（図１（ａ））、Ａｌ−Ｃｏ−Ｇｅ系合金膜の場合には、析出物径を１００ｎｍ以下に制御したとしても、腐食径の減少はほとんどみられず耐食性が十分に改善されていないことがわかる（図１（ｂ））。
【００２６】
そこで本発明者らは、低コンタクト抵抗実現のため特にＣｏを含有させたＡｌ合金膜を対象に、該Ａｌ合金膜の耐食性を十分に向上すると共に、耐熱性も向上させてヒロックの発生を抑制すべく鋭意研究を行ったところ、特に適量のＣｕを、規定量のＣｏおよびＧｅと共に含有させ、かつＣｏ量とＣｕ量のバランスを図ればよいことを見出した。以下、本発明のＡｌ合金膜について詳述する。
【００２７】
まず、本発明のＡｌ合金膜は、低コンタクト抵抗を確保するためＣｏを０．５原子％以下（０原子％を含まない）の範囲内で含む。コンタクト抵抗を確実に低く抑えるには、Ｃｏを好ましくは０．０２原子％以上、より好ましくは０．０５原子％以上含有させるのがよい。しかし、Ｃｏ量が過剰になると耐食性が低下するため、Ｃｏ量は０．５原子％以下とする。好ましくは０．３原子％以下である。
【００２８】
また、本発明のＡｌ合金膜は、Ｇｅを０．２〜２．０原子％含むものである。Ｇｅも、低コンタクト抵抗確保に必要な元素である。Ｇｅが結晶粒界に偏析することで、Ａｌ合金膜と透明画素電極（例えばＩＴＯ膜）との間で、上記Ｇｅの偏析部分を通して大部分のコンタクト電流が流れ、コンタクト抵抗が低く抑えられるものと思われる。また、Ｇｅが結晶粒界に偏析することで、Ａｌ結晶粒の微細化にも有効に作用し、結果として、後述する通り析出物の微細化にも寄与するものと思われる。該効果を十分発揮させるには、Ｇｅを０．２原子％以上（好ましくは０．３原子％以上）含有させる。一方、Ｇｅ量が多すぎると、Ａｌ合金膜自体の電気抵抗が高くなる。よって、Ｇｅ量は２．０原子％以下とする。好ましくは１．０原子％以下である。
【００２９】
更に本発明のＡｌ合金膜は、Ｃｕを０．５原子％以下（０原子％を含まない）の範囲内で含むものである。Ｃｕは、Ｃｏ等との複合析出物の形成の促進や、Ｃｏの拡散を抑制する効果があり、複合析出物形成やＣｏ系析出物の成長を抑制することで、析出物を微細化するのに有効な元素である。またＣｏ量が比較的少ない場合には、Ｃｕが耐熱性向上元素として有効に作用する。この様な効果を十分発揮させるには、Ｃｕを好ましくは０．０５原子％以上、より好ましくは０．１原子％以上含有させるのがよい。特にＣｏ量が０．１原子％以下の場合には、Ｃｕを０．２原子％以上とすることが好ましい。
【００３０】
しかしＣｕを過剰に含有させると、Ｃｕリッチな粗大析出物が形成され易くなり、却って耐食性が低下する。よって本発明では、Ｃｕ量を０．５原子％以下とする。好ましくは０．４原子％以下である。
【００３１】
本発明のＡｌ合金膜は下記式（１）または式（２）も満たすものである。
Ｃｕ／Ｃｏ≦１．５  …（１）
２．５≦Ｃｕ／Ｃｏ≦６．０  …（２）
（式（１）（２）中、Ｃｕ、Ｃｏは、Ａｌ合金膜中の各元素の含有量（原子％）を示す）
【００３２】
上記式（１）または（２）を満たすようにすることで、優れた耐食性を発揮して析出物を起因とする腐食を抑制することができる。また、優れた耐熱性を発揮してヒロックの発生を抑制することができる。
【００３３】
上記効果を確実に発揮させるには、Ｃｏの含有量が０．１原子％超０．５原子％以下の場合、前記式（１）を満たすようにすることが好ましい。Ｃｏ量が比較的多い場合には、上述した通り、粒径の比較的大きな析出物が形成され易いが、Ｃｕを添加することで微細な複合析出物が形成される。しかしＣｏに対して過剰量のＣｕが存在すると、上述した通りＣｕリッチな粗大析出物が形成され、これが腐食起点となりやすい。図２は、Ａｌ−Ｃｏ−０．５原子％Ｇｅ−Ｃｕ−０．２原子％ＬａのＣｏ量（０．１原子％超０．５原子％以下の範囲内）とＣｕ量（原子％）を変化させた種々のＡｌ合金膜の、Ｃｕ（原子％）／Ｃｏ（原子％）と、各Ａｌ合金膜の最大析出物の粒径との関係を示したグラフである。この図２より、Ｃｏ量が０．１原子％超０．５原子％以下の場合、Ｃｕを含有させることにより、最大析出物の粒径は、Ｃｕを含まない場合よりも小さくなることがわかる。しかし、Ｃｏ量に対してＣｕ量が過剰になると、最大析出物の粒径が急激に大きくなることもわかる。
【００３４】
本発明のＣｏ、ＧｅおよびＣｕを含むＡｌ合金膜の場合、析出物径を６０ｎｍ以下とすれば腐食径が小さくなる、即ち、耐食性を十分に向上できることから、前記図２に示す通り、Ｃｏ量が０．１原子％超０．５原子％以下の場合には、Ｃｕ／Ｃｏを１．５以下（０を含まない）とすることが好ましい。析出物径を５０ｎｍ以下とより小さくして、耐食性をより向上させる観点からは、Ｃｕ／Ｃｏの下限を０．２とすることが好ましく、Ｃｕ／Ｃｏの上限を１．３とすることがより好ましい。
【００３５】
一方、Ｃｏ量が０．１原子％以下（０原子％を含まない）の場合には、前記式（２）を満たすようにすることが好ましい。Ｃｏ量がこの様に比較的少量の場合、Ｃｏ量が少ない分耐熱性が低下してヒロックが発生しやすくなり、このヒロックに起因して、剥離液耐性が劣化（即ち、ヒロック起因の黒点が増加）したり、前記ＩＴＯ膜の不連続が生じうる。よって、Ｃｏ量が０．１原子％以下の場合には、Ｃｕを相対的に高めとして耐熱性を確保することが望ましく、Ｃｕ／Ｃｏを２．５以上とする。上記ヒロックの発生を抑制する観点から、Ｃｏ量が０．１原子％以下の場合、Ｃｕ／Ｃｏは３以上とすることがより好ましい。
【００３６】
図３は、Ａｌ−０．１原子％Ｃｏ−０．５原子％Ｇｅ−Ｃｕ−０．２原子％ＬａのＣｕ量（原子％）を変化させた種々のＡｌ合金膜を後述する実施例に示す通り剥離液に浸漬させ、光学顕微鏡（倍率：１０００倍）で１視野（視野サイズ約１２０００μｍ２）観察し、この観察で確認された黒点（ヒロックによるものが主であると思われる）の密度を１００μｍ２当りの密度に換算したもの（黒点密度）と、Ｃｕ（原子％）／Ｃｏ（原子％）との関係を示したグラフである。この図３より、Ｃｏ量が０．１原子％以下の場合には、Ｃｕ／Ｃｏを高めることにより黒点密度が減少し、Ｃｕ／Ｃｏを２．５以上とすることで黒点密度を十分に減少できることがわかる。尚、図３中の黒点には、上記ヒロックによるものの他、腐食痕によるものも多少含まれていると思われる。
【００３７】
Ｃｏ量が０．１原子％以下（０原子％を含まない）の場合も、Ｃｏ量に対してＣｕ量が過剰であると、Ｃｕリッチな粗大析出物が形成され、これが腐食起点となりやすいと考えられる。よってＣｕ／Ｃｏを６．０以下に抑える。Ｃｏ量が０．１原子％以下（０原子％を含まない）の場合のＣｕ／Ｃｏの好ましい上限は５．５である。
【００３８】
また本発明のＡｌ合金膜は、Ｃｏ、ＧｅおよびＣｕの合計量が０．２〜２．０原子％を満たすものである。
【００３９】
ＩＴＯ膜とのコンタクト性を確保する観点、および上記Ｃｕを含有させることによる析出物微細化の効果を十分に発現させる観点から、Ｃｏ、ＣｕおよびＧｅの合計量を一定以上とする必要がある。本発明では、Ｃｏ、ＣｕおよびＧｅの合計量を０．２原子％以上とする。特にＣｏ量が０．１原子％超０．５原子％以下の場合には、上記効果をより十分に発現させるため、Ｃｏ、ＧｅおよびＣｕの合計量の下限を０．３原子％とすることが好ましい。尚、Ｃｏ量のいかんにかかわらず、Ｃｏ、ＧｅおよびＣｕの合計量のより好ましい下限は０．７原子％である。一方、これらの元素の合計量が過剰であると、Ａｌ合金膜自体の電気抵抗が高くなったり、耐食性が却って低下する。よって、Ｃｏ、ＣｕおよびＧｅの合計量は、２．０原子％以下、好ましくは１．２原子％以下とする。
【００４０】
上記成分組成を満たすようにし、かつ表示装置の製造プロセスにおけるＡｌ合金膜の熱履歴を、後述する通り推奨される条件に制御することで、Ａｌ合金膜中の最大析出物の粒径を６０ｎｍ以下にでき、実用上問題ないレベルにまで腐食を軽減することができる。また、本発明のＡｌ合金膜は、その平均結晶粒径（Ａｌ結晶粒の平均粒径）が１００ｎｍ以下に抑えられていることが好ましい。析出物の基本的な析出サイトは粒界三重点であるため、Ａｌ結晶粒の平均粒径を小さくして粒界三重点を多く存在させることで、析出サイトが多くなり析出物径が小さくなると考えられる。尚、前記析出物とは、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｌａの少なくとも１種を含むものである。また、前記最大析出物の粒径およびＡｌ合金膜の平均結晶粒径は、後述する実施例に示す方法で測定するものである。
【００４１】
本発明のＡｌ合金膜は、上記元素を基本成分として含有し、残部はＡｌおよび不可避不純物である。
【００４２】
更に、Ｌａ、Ｙ、Ｎｄ、およびＧｄよりなる群から選択される少なくとも１種の元素（以下、Ｌａ等ということがある）を０．１〜０．５原子％（複数元素を含有させる場合は合計量をいう。以下、Ｌａ等について同じ）含むＡｌ合金膜としてもよい。Ｌａ等は、ヒロックの形成を抑制して耐熱性を高める作用を有している。また、現像液工程でのＡｌ合金膜のエッチングレートを抑制、即ち、Ａｌ合金膜の現像液に対する耐性の向上にも有効な元素である。これらの効果を有効に発揮させるには、Ｌａ等を０．１原子％以上含有させることが好ましく、０．２原子％以上とすることがより好ましい。しかしＬａ等の含有量が過剰になると、Ａｌ合金膜自体の電気抵抗が増大する。よって、Ｌａ等の含有量の好ましい上限を０．５原子％（より好ましくは０．４原子％）とする。
【００４３】
尚、上記Ｌａ等の中でも、好ましくはＬａ、Ｎｄ、Ｇｄであり、更に好ましくはＮｄである。
【００４４】
上記Ａｌ合金膜は、スパッタリング法にてスパッタリングターゲット（以下「ターゲット」ということがある）を用いて形成することが望ましい。イオンプレーティング法や電子ビーム蒸着法、真空蒸着法で形成された薄膜よりも、成分や膜厚の膜面内均一性に優れた薄膜を容易に形成できるからである。
【００４５】
また、スパッタリング法により本発明のＡｌ合金膜を形成するには、所望のＡｌ合金膜と同一の組成のＡｌ合金スパッタリングターゲットを用いれば、組成ズレすることなく、所望の成分・組成のＡｌ合金膜を形成することができるのでよい。
【００４６】
上記ターゲットの形状は、スパッタリング装置の形状や構造に応じて任意の形状（角型プレート状、円形プレート状、ドーナツプレート状など）に加工したものが含まれる。
【００４７】
上記ターゲットの製造方法としては、溶解鋳造法や粉末焼結法でＡｌ合金からなるインゴットを製造して得る方法や、スプレイフォーミング法でＡｌ合金からなるプリフォーム（最終的な緻密体を得る前の中間体）を製造した後、該プリフォームを緻密化手段により緻密化して得られる方法が挙げられる。
【００４８】
本発明のＡｌ合金膜は、薄膜トランジスタのソース電極および／またはドレイン電極ならびに信号線に用いられ、ドレイン電極が透明導電膜に直接接続されていることが好ましい。本発明のＡｌ合金膜は、ゲート電極および走査線に用いることもできる。この場合、ソース電極および／またはドレイン電極ならびに信号線と、ゲート電極および走査線とは同一組成のＡｌ合金膜からなることが好ましい。
【００４９】
本発明には、上記Ａｌ合金膜を薄膜トランジスタに用いたＴＦＴ基板や、当該ＴＦＴ基板を備えた表示装置も包含される。本発明は、Ａｌ合金膜の成分組成を特定したところに特徴があり、Ａｌ合金膜以外の、ＴＦＴ基板や表示装置を構成する要件は、通常用いられるものであれば特に限定されない。例えば、本発明に用いられる透明画素電極としては、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）膜などが挙げられる。
【００５０】
従来のダイレクトコンタクト技術におけるＡｌ合金膜の熱処理はおおよそ、最高到達温度：３００〜３５０℃の雰囲気で保持時間：１０〜４０分、上記最高到達温度までの昇温速度：５〜６０℃／分の条件で行われる。しかし本発明では、従来のＡｌ合金膜の熱処理条件よりも、最高到達温度までの昇温速度を小さくすることが好ましい。即ち、スパッタで形成されるＡｌ合金膜は、ａｓ−ｄｅｐｏ状態（成膜直後）では過飽和固溶状態にあり、熱が加わることで添加元素の析出が開始される。析出物の基本的な析出サイトは粒界三重点であるため、Ａｌ結晶粒が微細なほど析出サイトが多くなり、析出物径が小さくなると考えられる。一方、Ａｌ結晶粒は熱処理温度の上昇に伴って成長し粗大化する。よって、微細な析出物を析出させるには、Ａｌの粒成長が始まる前に（Ａｌ結晶粒が微細である温度域で）析出させることが好ましいため、最高到達温度に達するまでの昇温速度をできるだけ遅くすることが好ましい。本発明では、推奨される条件として例えば、最高到達温度：３３０℃±１０℃、最高到達温度での保持時間：約３０分、上記最高到達温度までの昇温速度：５℃／分程度で熱処理を行うことが挙げられる。
【００５１】
本発明のＡｌ合金膜を備えた表示装置を製造するにあたっては、Ａｌ合金膜形成後の熱処理（Ａｌ合金膜形成後の熱履歴も含む）の条件を上述した推奨される条件とすること以外は、表示装置の一般的な工程を採用すればよく、例えば、前述した特許文献１や２に記載の製造方法を参照すればよい。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、上記・下記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００５３】
表１に示す種々の合金組成のＡｌ合金膜（膜厚＝３００ｎｍ）を、ＤＣマグネトロン・スパッタ法（基板＝ガラス基板（コーニング社製  Ｅａｇｌｅ２０００）、スパッタガス＝アルゴン、圧力＝２ｍＴｏｒｒ、基板温度＝２５℃（室温））によって成膜した。
【００５４】
尚、上記種々の合金組成のＡｌ合金膜の形成には、真空溶解法で作製した種々の組成のＡｌ合金スパッタリングターゲットを用いた。
【００５５】
また上記種々のＡｌ合金膜における各合金元素の含有量は、ＩＣＰ発光分析（誘導結合プラズマ発光分析）法によって求めた。
【００５６】
得られたＡｌ合金膜について、最大析出物の粒径、Ａｌ合金膜の平均結晶粒径、耐食性（剥離液に対する耐性、現像液に対する耐性）を以下の通り評価した。尚、最大析出物の粒径、Ａｌ合金膜の平均結晶粒径は、前記現像液に対する耐性に優れているもの、およびＧｅを含有させて低コンタクト抵抗とした例を対象に測定した。
【００５７】
（ａ）最大析出物の粒径
上記Ａｌ合金膜に対し、ＴＦＴ基板作製時に加わる熱履歴を模擬して、Ｎ２雰囲気で、最高到達温度までの昇温速度：５℃／分、最高到達温度：３３０℃で３０分間保持の条件で熱処理を施してサンプルを得た。上記熱処理を施して得られたサンプルを用い、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、高角散乱暗視野法（ＨＡＡＤＦ）にて倍率５万倍で２視野（１視野サイズ：３μｍ×３μｍ）を観察し、視野内全ての析出物を撮影した。そして、画像解析を行って析出物のサイズ分布を求め、最大径（最大析出物の粒径）を求めた。
【００５８】
（ｂ）Ａｌ合金膜の平均結晶粒径（Ａｌ結晶粒の平均粒径）
上記熱処理を施して得られたサンプルについて、上記ＴＥＭ観察写真を用い切断法（ＪＩＳ Ｈ ０５０１）で求めた。
【００５９】
（ｃ）剥離液に対する耐性
上記熱処理を施して得られたサンプルに対し、東京応化工業製のアミン系レジスト剥離液（ＴＯＫ１０６）を用い、（ｐＨ＝１０．５に調整した剥離液水溶液に１分間浸漬）→（ｐＨ＝９．５に調整した剥離液水溶液に５分間浸漬）→（純水で水洗）→（乾燥）の順に処理を行った。そして、該処理後のサンプルを光学顕微鏡で倍率１０００倍で観察したときの黒点の発生状況が、参照材（ref.材）であるＡｌ−０．２原子％Ｃｏ−０．５原子％Ｇｅ−０．２原子％Ｌａ合金膜よりも優れているものを○、同等のものを△、悪いものを×とした。
【００６０】
（ｄ）現像液に対する耐性
ａｓ−ｄｅｐｏ状態のＡｌ合金膜の一部をマスキングし、３０℃に保持した現像液（ＴＭＡＨ２．３８質量％を含む溶液）に１分浸漬した後、純水で１分間洗浄しＮ２ガスを吹き付けて乾燥した。その後、マスキングを剥離し、試験部とマスキング部（非試験部）の段差を、触診式段差計を用いて３ヶ所測定し、その平均値をエッチング量としてエッチング速度を算出した。そして下記基準でＡｌ合金膜の現像液に対する耐性を評価した。
○（現像液に対する耐性に優れている）：エッチング速度が１５０ｎｍ／ｍｉｎ以下
×（現像液に対する耐性に劣っている）：エッチング速度が１５０ｎｍ／ｍｉｎ超
これらの結果を表１に示す。
【００６１】
【表１】
2010165865.tif 000002
【００６２】
表１より次のように考察することができる。即ち、本発明例１〜７は、規定の条件を満たしているため、析出物径が微細であり、剥離液に対する耐性および現像液に対する耐性のどちらにも優れたものが得られた。尚、これらの本発明例についてはヒロックも確認されなかった。
【００６３】
これに対し比較例１は、Ｃｕ量が過剰でありＣｕ／Ｃｏが上限を超えているため、著しく粗大な析出物が形成され、剥離液に対する耐性が著しく劣る結果となった。
【００６４】
比較例２は、Ｃｕを含んでいないため、最大析出物の粒径が６０ｎｍを超えた。また比較例３は、ＣｕおよびＧｅを含んでいないため、比較例２と対比すると、ＧｅによるＡｌ結晶粒の微細化効果が発揮されておらず、粒径の著しく大きな析出物が生じ、剥離液に対する耐性に劣る結果となった。
【００６５】
比較例４は、Ｃｏが過剰に含まれ、かつＣｕおよびＧｅを含んでいないため、剥離液に対する耐性および現像液に対する耐性のどちらにも劣る結果となった。
【００６６】
比較例５は、ＣｕおよびＧｅを含んでいないため、剥離液に対する耐性に劣る結果となった。
【００６７】
比較例６からは、Ｃｏ量が比較的少量の場合、剥離液に対する耐性を高めるにはＣｕ／Ｃｏを２．５以上とすることが好ましいことがわかる。
【００６８】
尚、本発明で規定する通りＣｏおよびＧｅを含むＡｌ合金膜は、低コンタクト抵抗を発揮するものであるが、このことを確認すべく、特許文献１や２の実施例に示される通り、透明画素電極を構成するＩＴＯ膜とのコンタクト抵抗を測定したところ、Ｇｅを含まない上記比較例５では５０００Ωと高かったのに対し、Ｇｅを規定量含む全てのＡｌ合金膜については、１０００Ω以下と低コンタクト抵抗を示すことを確認した。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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